1. INSTITUTO PROFESIONAL
INGENIERIA EN EJECUCION EN ACUICULTURA
Intercambiador de calor
CALDERA
Alumno
Manuel Soto
Asignatura
Sistemas y Equipos en la Producción en Hatchery
Docente
Claudio Astudillo
Puerto Montt – 21 de Junio 2013
2. INTRODUCCION
En el siguiente informe se indicara la función específica, tipos y
componentes de intercambiadores de calor (calderas), el objetivo principal es dar
a conocer las aplicaciones que posee en un sistema de recirculación (hatchery), al
dar a conocer las características de las calderas se podrá tomar una mejor
decisión de cuales utilizar y que generan mejor producción y menor costos.
3. CALDERA
De manera clara una caldera se puede definir como un recipiente cerrado en el
cual el agua se evapora en forma continua para la aplicación de calor por medio
de gases.
Estos gases generalmente son productos generados por la quema de un
combustible fosil en el horno de la caldera, aunque pueden ser también el
producto de un proceso como los gases resultantes de reacciones en las unidades
de ruptura catalítica.
El objetivo de una caldera, además de generar vapor, es realizar con la máxima
eficiencia posible la transferencia de calor, definiendo esta de una manera sencilla
como la porción de calor liberado en el horno que es absorbido por les fluidos en
los elementos de la caldera. Cuando se selecciona una caldera se deben
considerar los siguientes parámetros:
Cantidad de vapor requerida.
Presión, temperatura, calidad del vapor requerido.
Futuros requerimientos.
Localización de la unidad.
Características de la carga.
Tipos de combustibles disponibles.
Diseño de quemadores.
Calidad del agua de alimentación.
4. Variaciones previstas de la carga.
Componentes de una Caldera.
TAMBOR DE VAPOR:
Es el lugar donde elagua y el vapor seseparan. Aquí se encuentra la entrada de
agua de alimentación, la cual entra bajo control de nivel.
Todos los tubos de flujo ascendente y descendente van acoplados a este tambor.
Existe también una salida de vapor hacia el sistema de proceso o a un
supercalentador. En el tambor de vapor seinstalan válvulas de alivio o de escape
para proteger al sistema. El método de separación del agua y del vapor es el
mismo en la mayoría de las calderas y se lleva a cabo en un separadormecánico o
en un separador ciclónico.
La mezcla de vapor y de agua procedente del haz ascendente se dirige al
separador ciclónico por medio de una placa deflectora. La fuerza centrífuga en el
ciclón separa las gotas de agua, y el vapor sale del ciclón y pasa a través de mas
separadores hasta que se tiene vapor relativamente seco para uso en las
unidades de proceso.
CAJA DE SECADO:
Es un compartimiento interno para colectar el vapor seco y distribuirlo a los tubos
de salida al supercalentador. El tambor de vapor debe estar diseñado para trabajar
mínimo durante un minuto sin suministro de agua de alimentación con los
quemadores encendidos. En realidad el tambor debe tener reserva para 20 o 30
segundos y los tubos deben proporcionar la diferencia.
5. TAMBOR DE LODOS:
Los tambores de lodos son los cabezales de recolección en el fondo de los haces
de tubos ascendentes y descendentes. De estos tambores de lodos se extrae la
purga. La purga es el liquido que se extrae de la caldera para mantener baja la
concentración de sólidos en el agua de la caldera. Normalmente hay dos
corrientes de purga, una es una purga continua de una cantidad fija de agua, la
otra es intermitente. La purga intermitente se ajusta para mantener el agua de
calderasdentro de la especificación de sólidos disueltos que se estipule.
VENTILADOR:
Son los encargados de suministrar el aire para la combustión en las calderas de
tiro forzado y de sacar los gases desde el hogar hacia la chimenea en las calderas
de tiro inducido. Deben tener una capacidad superior en un 15% al flujo a máxima
carga para suplir las perdidas por ensuciamientode la caldera, disminución de la
calidad del combustible o desgaste de los mismos ventiladores.
PRECALENTADOR DE AIRE:
Es un intercambiador generalmente con vapor de baja presion que se condensa y
retorna al sistema como agua de alimentación. La temperatura normal del aire
entrando al calentador de aire debe estar entre 140°Fy 176°F.
CALENTADOR DE AIRE:
En esta parte se termina de darle temperatura al aire que va para la combustión
intercambiandotemperatura con los gases que vienen de la combustión.
ECONOMIZADOR:
Es la parte de la caldera donde por intercambio de temperatura entre los gases de
combustión yel agua decaldera se le baja temperatura a los gases de combustión
y sele incrementa al agua de caldera para economizar combustible en el proceso
de producir vapor y a su vez minimizar el impacto ambiental porque evitamos el
aumento de la temperatura del medio ambiente.
El economizador puede estar situado dentro de la caldera, como parte de la zona
de conveccion, o puede ser externo donde por razones de espacio no se puede
aplicar el arreglo anterior.
CAJA DE AIRE:
Es la parte pordonde se conduce el aire que vadel ventilador hacia los
quemadores
.
6. Funcionamiento de una Caldera.
La caldera esta sometida a cambios de temperatura dependientes de la cantidad
de fuego que en cada momento alberga el hogar, lo que trae como consecuencia
que aquella se contraiga y se dilate en función de los cambios que en ella se
efectúen. Es por ello que el hogar esta colgado para permitir la dilatación
longitudinal de las paredes del hogar. Esto obliga a conectar el cenicero y el hogar
mediante un sistema que permita este movimiento , como el cenicero esta anclado
en el suelo, el referido sistema consiste en un cierre hidráulico, que permite el
alargamiento hacia abajo de la caldera, a la vez que la aísla del exterior evitando
entradas anormales de aire.
El calderín, sólo en las calderas con recirculación, cuya misión es separar los
fluidos agua vapor. En las calderas de paso único no existe este elemento y por
tanto no hay un punto fijo de separación de las fases sino una transformación
paulatina.
Una zona de salida de gases procedentes de la combustión en la que se sitúan
una serie de recuperadores de calor desde los sobrecalentadores de vapor para
elevar su temperatura por encima de la de saturación hasta los precalentadores de
aire que entran en la caldera.
Fig. N° 1. Partes de una Caldera.
7. Tipos de caldera.
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se desplaza
por tubos durante su calentamiento. Son las más utilizadas en las centrales
termoeléctricas, ya que permiten altas presiones a su salida y tienen gran
capacidad de generación.
Fig. N° 2. Esquema de una caldera acuotubular.
Pirotubulares: en este tipo, el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta temperatura,
producto de un proceso de combustión. El agua se evapora al contacto con los
tubos calientes productos a la circulación de los gases de escape.
9. CONCLUSION
Finalmente cabe señalar que dentro de los grupos de equipos que se utilizan para
enfriar el agua o calentarla según sea el caso, suelen haber consideraciones muy
importantes tales como: en donde se va instalar, el tipo de equipo a ocupar que
por cierto va a depender del tipo de fluido, potencia, etc. y otros aspectos que son
muy significativos a la hora de crear un sistema. Es por ello que realizamos un
informe donde mostramos algunos de estos puntos para abordarlos
cuidadosamente y tomar el conocimiento necesario a la hora de tomar una
decisión en cuanto a instalar un equipo en un hatchery y no cometer errores.
